調(diào)速高效永磁同步電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究.pdf

1、在國(guó)家“十五”科技攻關(guān)計(jì)劃“稀土永磁材料在高性能電機(jī)應(yīng)用的共性關(guān)鍵技術(shù)”及遼寧省科學(xué)技術(shù)計(jì)劃“高性能釹鐵硼永磁電機(jī)的研制”的資助下，本文對(duì)中型調(diào)速高效永磁同步電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)、深入的研究。本文的內(nèi)容可分為以下幾個(gè)部分： 首先，通過(guò)分析通用變頻器驅(qū)動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的各種問(wèn)題及其原因，采取相應(yīng)的改進(jìn)措施：在通用變頻器方面合理增加電抗器來(lái)提高系統(tǒng)的功率因數(shù)；通過(guò)仿真設(shè)定適合泵類負(fù)載的U/f曲線以保證整個(gè)運(yùn)行范

2、圍內(nèi)變頻器和電動(dòng)機(jī)的匹配。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明所采取的措施有一定實(shí)用價(jià)值。 其次，針對(duì)泵類負(fù)載的運(yùn)行特點(diǎn)，為滿足調(diào)速高效PMSM系統(tǒng)效率優(yōu)化的要求，提出新的效率優(yōu)化控制策略，其核心是動(dòng)態(tài)過(guò)程中損耗模型算法和穩(wěn)態(tài)過(guò)程中模糊邏輯變步長(zhǎng)梯度搜索算法的結(jié)合；開(kāi)發(fā)了基于TMS320LF2407A DSP的調(diào)速高效PMSM效率優(yōu)化控制系統(tǒng)，給出了逆變器硬件和軟件設(shè)計(jì)方案；對(duì)調(diào)速高效PMSM控制系統(tǒng)進(jìn)行了整體性能試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明系統(tǒng)運(yùn)行可靠，整

3、體效率有明顯提高。 再次，在實(shí)現(xiàn)專用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的速度控制器和定子電流滯環(huán)控制器進(jìn)行了優(yōu)化，提出一種基于SVPWM和電流滯環(huán)控制的脈寬調(diào)制算法；開(kāi)發(fā)了基于DSP和CPLD的調(diào)速高效PMSM數(shù)字化控制逆變器，給出了硬件和軟件設(shè)計(jì)方案；對(duì)PMSM樣機(jī)及逆變器與通用變頻器進(jìn)行了性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)，前者系統(tǒng)性能有較大改善。 第四，給出了泵類負(fù)載下調(diào)速高效PMSM性能參數(shù)設(shè)計(jì)指標(biāo)和電磁設(shè)計(jì)特點(diǎn)；應(yīng)用三維電磁場(chǎng)分析了不同轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)

4、和電機(jī)尺寸對(duì)電動(dòng)機(jī)性能參數(shù)的影響，確定了調(diào)速高效PMSM轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)；給出提高系統(tǒng)功率因數(shù)和效率在電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方面所采取的措施。研究了調(diào)速高效PMSM的場(chǎng)路結(jié)合設(shè)計(jì)方法，對(duì)樣機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 第五，鑒于所設(shè)計(jì)調(diào)速高效永磁同步電動(dòng)機(jī)在通風(fēng)系統(tǒng)方面的改造，本文對(duì)改造后永磁同步電動(dòng)機(jī)的通風(fēng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。首先應(yīng)用流體場(chǎng)分析幾種方案的優(yōu)缺點(diǎn)；然后應(yīng)用有限元數(shù)值計(jì)算方法對(duì)轉(zhuǎn)子上軸向通風(fēng)孔的位置進(jìn)行了設(shè)計(jì)；最后應(yīng)用三維溫度場(chǎng)對(duì)電機(jī)的溫度場(chǎng)進(jìn)行校